(S)-3-Aminobutannitrilhydrochlorid

(S)-3-Aminobutannitrilhydrochlorid (CAS 1073666-54-2), auch bekannt als (3S)-3-Aminobutannitrilhydrochlorid oder (S)-3-Aminobutyronitrilhydrochlorid, ist eine chirale β-Aminonitrilverbindung mit der Summenformel C₄H₉ClN₂ und einem Molekulargewicht von 120,58 g/mol. Es erscheint typischerweise als weißes bis cremefarbenes kristallines Pulver mit guter Löslichkeit in verschiedenen organischen Lösungsmitteln wie Ethanol und Aceton.  Die Hydrochloridsalzform gewährleistet im Vergleich zur freien Base eine erhöhte Stabilität, Wasserlöslichkeit und verbesserte Handhabungseigenschaften und macht sie zu einem zuverlässigen Reagenz für empfindliche synthetische Umwandlungen.

(S)-3-Aminobutannitrilhydrochlorid ist eine hochwertige chirale Aminonitrilverbindung. Da (S)-3-Aminobutannitrilhydrochlorid ein chirales Zentrum mit einer spezifischen (S)-Konfiguration besitzt, dient es als entscheidender chiraler Baustein in der medizinischen Chemie, Pestizidchemie und asymmetrischen Synthese.  Das Vorhandensein von funktionellen Amino- und Nitrilgruppen in seiner Molekülstruktur verleiht ihm eine reichhaltige chemische Reaktivität und ermöglicht den Aufbau komplexerer chiraler Molekülgerüste, insbesondere solcher mit β-Amino-Strukturmotiven.

In der pharmazeutischen Forschung hat (S)-3-Aminobutannitrilhydrochlorid als Schlüsselzwischenprodukt bei der Synthese von nicht-peptidischen HIV-Proteaseinhibitoren große Aufmerksamkeit erlangt, die eine entscheidende Rolle in der antiretroviralen Therapie spielen, indem sie die Aktivität des HIV-Proteaseenzyms, einer wesentlichen Komponente für die Virusreplikation, blockieren. Über seine Anwendung in HIV-Therapeutika hinaus wird (S)-3-Aminobutannitrilhydrochlorid in großem Umfang als chirales pharmazeutisches Zwischenprodukt und Baustein für die asymmetrische Synthese verwendet, insbesondere bei der Herstellung von β-Aminoalkoholverbindungen und anderen chiralen Arzneimitteln.  Es wurde auch als dokumentiertes chirales Zwischenprodukt für die Synthese von Orforglipron (einem GLP-1-Agonisten) identifiziert, wobei sein (S)-Enantiomer eine wichtige aktive Struktureinheit von Arzneimittelmolekülen ist.  Darüber hinaus ist (S)-3-Aminobutannitrilhydrochlorid ein Rohstoff für die Herstellung hochwirksamer chiraler Pestizide mit geringer Toxizität wie Fungizide und Insektizide und kann als chiraler Baustein zur Synthese verschiedener Feinchemikalien, einschließlich chiraler Liganden und optisch aktiver Materialien, verwendet werden.

Produktparameter

Synthetische Routen

Die Synthese von (S)-3-Aminobutannitrilhydrochlorid wurde durch verschiedene enantioselektive Ansätze erreicht:

Methode 1: Reaktion mit Salzsäure

Die Verbindung kann durch direkte Reaktion von (S)-3-Aminobutannitril mit Salzsäure in einem wässrigen Medium und anschließende Isolierung des Hydrochloridsalzes durch Kristallisation synthetisiert werden. Die Reaktion wird typischerweise unter kontrollierten Bedingungen durchgeführt, um Reinheit und Ausbeute sicherzustellen, wobei das resultierende Salz durch Kristallisation aus einem geeigneten Lösungsmittel isoliert wird.

Methode 2: Asymmetrische Hydrierung (skalierbare Route)

Ein weiterer Syntheseweg beinhaltet die asymmetrische Hydrierung geeigneter Vorläufer mithilfe chiraler Katalysatoren. Fortschritte in der Katalyse, insbesondere mit chiralen Liganden, haben eine effiziente und skalierbare Produktion des (S)-Enantiomers mit hoher optischer Reinheit ermöglicht.

Methode 3: Hochreine industrielle Synthese (cyanidfrei, dokumentiert)

Ein Syntheseprotokoll im industriellen Maßstab wurde entwickelt und auf der Ebene der Pilotanlage validiert. Dieser Ansatz bietet hohe chemische und optische Ausbeuten und verwendet gleichzeitig ein cyanidfreies synthetisches Design, wodurch die Umweltbelastung und die Betriebssicherheitsrisiken erheblich reduziert werden. Der Prozess wird ohne den Einsatz hochgiftiger Cyanidreagenzien durchgeführt und eignet sich daher für eine umweltfreundliche Herstellung. Das Produkt weist eine hervorragende stereochemische Kontrolle und eine gleichbleibende Reinheit über alle Produktionschargen hinweg auf. Diese Methode wurde erfolgreich auf Multi-Kilogramm-Mengen mit reproduzierbarer Qualität skaliert. [13†L6-L7]

Industrielle Produktionsmethoden

Die industrielle Produktion von (S)-3-Aminobutannitrilhydrochlorid kann mithilfe von Durchflussreaktoren und automatisierten Systemen gesteigert werden, um Effizienz, Ausbeute und Sicherheit zu steigern. Der Prozess erfordert eine sorgfältige Handhabung der Reagenzien und die Optimierung der Reaktionsparameter, um eine hohe Effizienz und Kosteneffizienz zu erreichen.

Anwendungsszenarien

1. Entwicklung von HIV-Proteaseinhibitoren für die antiretrovirale Therapie

Ein pharmazeutisches Forschungsteam entwickelt neue nicht-peptidische HIV-Proteaseinhibitoren zur Behandlung von HIV/AIDS mit dem Ziel, Arzneimittelresistenzen zu überwinden und die Compliance der Patienten zu verbessern. (S)-3-Aminobutannitrilhydrochlorid dient als chirales Zwischenprodukt bei der Synthese dieser Inhibitoren. Die (S)-Konfiguration am chiralen Zentrum ist entscheidend für das Erreichen einer hohen Bindungsaffinität zum aktiven Zentrum der HIV-Protease, da das Zielenzym eine strikte chirale Diskriminierung aufweist. Durch die Verwendung von (S)-3-Aminobutannitrilhydrochlorid wird sichergestellt, dass das endgültige API die richtige dreidimensionale Geometrie für eine optimale Zielerfassung aufweist. Das Team synthetisiert eine fokussierte Bibliothek von Derivaten durch Funktionalisierung der Aminogruppe und die resultierenden Verbindungen werden mithilfe fluorometrischer oder chromatographischer Tests auf HIV-Protease-Hemmwirkung untersucht, um Leitfäden mit verbesserter Wirksamkeit und verbesserten pharmakokinetischen Profilen zu identifizieren.

2.GLP-1-Agonistensynthese für Typ-II-Diabetes (Orforglipron)

Ein Pharmahersteller steigert die Synthese von Orforglipron, einem GLP-1-Agonisten zur Behandlung von Typ-II-Diabetes. (S)-3-Aminobutannitrilhydrochlorid dient als dokumentiertes chirales Zwischenprodukt, wobei das (S)-Enantiomer eine wichtige aktive Struktureinheit des Arzneimittelmoleküls ist. Das Team nutzt die Verbindung in einer mehrstufigen Synthesesequenz: Zuerst wird die Aminogruppe geschützt, dann wird das Nitril zum entsprechenden Amin reduziert und schließlich wird das geschützte Zwischenprodukt mit anderen Bausteinen gekoppelt, um das vollständige Arzneimittelgerüst aufzubauen. Die hohe optische Reinheit (≥99 % ee) von (S)-3-Aminobutannitrilhydrochlorid ist für das Erreichen der korrekten Stereochemie des endgültigen Wirkstoffs von entscheidender Bedeutung, was sich direkt auf seine Bindungsaffinität zum GLP-1-Rezeptor, seine therapeutische Wirksamkeit und sein Sicherheitsprofil auswirkt.

3. Chirale Arzneimittelsynthese für Tuberkulose und Virusinfektionen

Ein Team der medizinischen Chemie erforscht neue chemische Wirkstoffe zur Behandlung von arzneimittelresistenter Tuberkulose und Virusinfektionen. Die (S)-konfigurierte chirale Aminostruktur ist bekanntermaßen eine wichtige aktive Einheit von Arzneimittelmolekülen für diese Therapiebereiche. Das Team verwendet (S)-3-Aminobutannitrilhydrochlorid als chiralen Kernbaustein, um über Amidkupplung, reduktive Aminierung und Nitrilreduktion eine Bibliothek von Derivaten zu synthetisieren. Die resultierenden Verbindungen werden auf antituberkulöse Wirkung gegen M. tuberculosis H37Rv und auf antivirale Wirkung gegen relevante Virusstämme untersucht. Durch präzise chirale Konstruktion stellt das Team sicher, dass die synthetisierten Arzneimittelkandidaten eine spezifische Bindung an ihre Ziele zeigen, wodurch die Wirksamkeit verbessert und Nebenwirkungen außerhalb des Ziels reduziert werden.

4. Entwicklung chiraler Pestizide (Fungizide und Insektizide)

Ein agrochemisches Forschungszentrum entwickelt hocheffiziente chirale Pestizide mit geringer Toxizität, um der wachsenden Nachfrage nach umweltfreundlichen Pflanzenschutzmitteln gerecht zu werden. (S)-3-Aminobutannitrilhydrochlorid wird als chiraler Baustein für die Synthese neuartiger Fungizide und Insektizide verwendet. Die Reaktivität seiner Amino- und Cyanogruppen ermöglicht die Teilnahme am Aufbau von Heterocyclen und an Reaktionen zur Modifikation funktioneller Gruppen, wodurch die biologische Aktivität, das Targeting und die Umweltverträglichkeit der endgültigen Pestizidprodukte optimiert werden. Das Team synthetisiert eine Reihe chiraler Pestizidkandidaten und bewertet deren Wirksamkeit gegen pflanzenpathogene Pilze und landwirtschaftliche Schädlinge in Gewächshausversuchen, wobei es Leitverbindungen mit überlegener Aktivität und geringerer Umweltbelastung identifiziert.

5. Synthese chiraler Liganden für die asymmetrische Katalyse

Eine Forschungsgruppe in der asymmetrischen Katalyse benötigt eine Bibliothek chiraler Liganden für enantioselektive Transformationen wie Hydrierung, Kreuzkupplung und C-H-Funktionalisierung. (S)-3-Aminobutannitrilhydrochlorid dient als vielseitiger chiraler Baustein für die Synthese verschiedener Feinchemikalien, einschließlich chiraler Liganden und optisch aktiver Materialien. Das Team wandelt die Verbindung durch Funktionalisierung der Aminogruppe und weitere Derivatisierung des Nitrils in Phosphinliganden, Oxazolinliganden oder Schiff-Base-Liganden um. Die resultierenden chiralen Liganden werden auf ihre Leistung in der asymmetrischen Katalyse untersucht, mit dem Ziel, kostengünstige und leistungsstarke Katalysatoren für industrielle Anwendungen zu entwickeln.

6. Synthese chiraler Zwischenbibliotheken für die Entdeckung von ZNS-Wirkstoffen

Eine Arzneimittelforschungsgruppe, die sich auf Erkrankungen des Zentralnervensystems (ZNS) konzentriert, benötigt eine vielfältige Bibliothek chiraler Zwischenprodukte, um neue chemische Räume zu erkunden. (S)-3-Aminobutannitrilhydrochlorid wird als Kernbaustein für den Aufbau von β-Aminoalkoholderivaten (über Nitrilreduktion) und anderen chiralen Motiven verwendet. Das Team führt parallele Synthesen durch, um eine fokussierte Bibliothek von Verbindungen zu erstellen, die dann in zellbasierten Tests auf ZNS-Aktivität untersucht werden (z. B. Neuroprotektion, Rezeptorbindung). Die hohe Stabilität und Löslichkeit der Hydrochloridsalzform ermöglichen eine zuverlässige Handhabung und reproduzierbare Reaktionen während der gesamten Bibliothekssynthese.

Qualitätssicherung bei Cosperpharm

Jede Charge durchläuft:

● Gaschromatographie (GC) – Reinheit ≥97,0 %

● Nichtwässrige Titration – Reinheit ≥97,0 %

● Brechungsindex – Bestätigungsanalyse

● ¹H-NMR – Strukturverifizierung

● Aussehen – farblose bis hellgelbe bis hellorange klare Flüssigkeit

Ein umfassendes Echtheitszertifikat, ein Sicherheitsdatenblatt (mit vollständigen GHS-Informationen) und ein Ursprungszeugnis liegen jeder Sendung bei.

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